ODP/IODP典型水合物站位稳定带界限和水合物分布的地球化学识别标志
发布时间：2021-06-09 02:23
本文采用ODP/IODP典型站位样品实测和相关数据搜集对比研究的方法,进行了多种游离烃甲烷及相关指标在水合物形成过程中的地质作用和地球化学特征研究,以及酸解烃甲烷与围岩组分和沉积中自生碳酸盐、浊积岩的关系及地球化学特征的研究,据此筛选出判识水合物稳定带（GHSZ）的地球化学标志。结果显示:（1）下伏地层中游离甲烷异常是天然气水合物稳定带孔隙中赋存动态甲烷的反映,由于指标测试方法和沉积物状态的差异,深部水合物稳定带上呈现出特定的两种游离烃甲烷指标HS和VAC正负拆离分隔的异常模式;（2）酸解烃与地层吸附甲烷能力和围岩组分性质密切相关,对应于水合物最佳赋存条件的自生碳酸盐和浊流岩,酸解烃甲烷具有显著的量化异常特征;（3）水合物形成过程中甲烷通量促进了甲烷厌氧氧化反应（AMO）和自生碳酸盐的生成。酸解烃甲烷与浅层自生碳酸盐具有显著的对应关系,弥补了浅部沉积中游离烃甲烷异常具多源和多解性的不足;（4）游离烃甲烷异常组合模式和酸解烃甲烷量化异常分布是GHSZ和有利水合物赋存条件的综合反映,能够为水合物稳定带和带内水合物聚集的判识提供依据。
【文章来源】：地学前缘. 2017,24(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
图１１６４航次位置（据文献［６］修改）
孙春岩，贺会策，宋腾，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１７，２４（２）２３７ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ地学前缘，２０１７，２４（２）出水合物具体赋存数据，因此依据报告中地球物理测井数据推算了水合物赋存的大体位置。本论文使用的１３２６站位水合物分布数据是根据牛滨华教授提出的组分弹性参数反演推算而来［９］。图３ＩＯＤＰ３１１航次研究区域（ａ）和钻孔分布（ｂ）（据文献［８］修改）Ｆｉｇ．３ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａｏｆＩＯＤＰＬｅｇ３１１（ａ）ａｎｄｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｓｉｔｅｓ（ｂ）２水合物地球化学勘探理论依据和样品分析测试方法２．１水合物地球化学勘探和烃类运移理论地质环境作用下，孔隙介质中的烃类物质在压力、温度和毛细管等效应作用下，能够以分子微渗漏及扩散等形式，通过断层、裂缝、可渗透地层及地下水等多种通道进行运移。烃类物质的动态运移过程不仅发生在烃类物质进入稳定环境的成藏期间，也会以迟缓减弱的形式发生在成藏后期。烃类物质动态运移至表层沉积物中及溶解在海水中后，除一部分轻质烃类逸散入大气内或被氧化外，其余相当一部分在运移至上覆地层过程中会粘附在矿物（岩石骨架）颗粒表面或晶格中，最大限度地保留着从深部携带上来的信息［１０－１１］。查明这部分后生烃类的含量、组成特征和来源，就可以对烃类矿藏的状况进行研究评价和预测。勘查地球化学是一种依据烃类微渗漏和垂直运移理论，通过陆上和海底沉积物（或孔隙水）发现的烃类指标异常来寻找矿产资源的一
孙春岩，贺会策，宋腾，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１７，２４（２）２４３ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ地学前缘，２０１７，２４（２）ａ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１８Ｏ随沉积物深度变化曲线；ｂ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１３Ｃ１随沉积物深度变化曲线；ｃ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐随沉积物深度变化曲线；ｄ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井酸解烃甲烷浓度随沉积物深度变化曲线。图５ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１８Ｏ、δ１３Ｃ１、无机碳和酸解烃甲烷数值分布图Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｃｕｒｖｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅδ１８Ｏａｎｄδ１３Ｃ１ｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，ａｎｄａｃｉｄｏｌｙｓｉｓｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｉｎｔｈｅｆｕｌｌｈｏｌｅｏｆｔｈｅＯＤＰＬｅｇ１６４－９９６烷异常带是由自生碳酸盐类岩层存在引起，说明酸解烃甲烷能够作为水合物赋存环境和条件的衡量标志。根据自生碳酸盐和浊积岩上酸解烃异常的量值特征，也说明了酸解烃异常和量值特征能够为水合物稳定带内水合物聚集或有利条件及环境类型进行识别。５．３酸解烃甲烷指标地球化学特征和水合物分布我国南海正常海区沉积物样品酸解烃甲烷均值为２８９．３μＬ／ｋｇ，标准偏差为２１５．８μＬ／ｋｇ［２１］。１６４航次９９６站位钻井样品实测酸解烃数据显示：致密固结碳酸盐结壳酸解烃甲烷均值为３８８．３μ
本文编号：3219719
【文章来源】：地学前缘. 2017,24(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
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图１１６４航次位置（据文献［６］修改）
孙春岩，贺会策，宋腾，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１７，２４（２）２３７ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ地学前缘，２０１７，２４（２）出水合物具体赋存数据，因此依据报告中地球物理测井数据推算了水合物赋存的大体位置。本论文使用的１３２６站位水合物分布数据是根据牛滨华教授提出的组分弹性参数反演推算而来［９］。图３ＩＯＤＰ３１１航次研究区域（ａ）和钻孔分布（ｂ）（据文献［８］修改）Ｆｉｇ．３ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａｏｆＩＯＤＰＬｅｇ３１１（ａ）ａｎｄｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｓｉｔｅｓ（ｂ）２水合物地球化学勘探理论依据和样品分析测试方法２．１水合物地球化学勘探和烃类运移理论地质环境作用下，孔隙介质中的烃类物质在压力、温度和毛细管等效应作用下，能够以分子微渗漏及扩散等形式，通过断层、裂缝、可渗透地层及地下水等多种通道进行运移。烃类物质的动态运移过程不仅发生在烃类物质进入稳定环境的成藏期间，也会以迟缓减弱的形式发生在成藏后期。烃类物质动态运移至表层沉积物中及溶解在海水中后，除一部分轻质烃类逸散入大气内或被氧化外，其余相当一部分在运移至上覆地层过程中会粘附在矿物（岩石骨架）颗粒表面或晶格中，最大限度地保留着从深部携带上来的信息［１０－１１］。查明这部分后生烃类的含量、组成特征和来源，就可以对烃类矿藏的状况进行研究评价和预测。勘查地球化学是一种依据烃类微渗漏和垂直运移理论，通过陆上和海底沉积物（或孔隙水）发现的烃类指标异常来寻找矿产资源的一
孙春岩，贺会策，宋腾，等／地学前缘（ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ）２０１７，２４（２）２４３ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｆｒｏｎｔｉｅｒｓ．ｎｅｔ．ｃｎ地学前缘，２０１７，２４（２）ａ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１８Ｏ随沉积物深度变化曲线；ｂ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１３Ｃ１随沉积物深度变化曲线；ｃ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐随沉积物深度变化曲线；ｄ—ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井酸解烃甲烷浓度随沉积物深度变化曲线。图５ＯＤＰ１６４航次９９６站位全井碳酸盐δ１８Ｏ、δ１３Ｃ１、无机碳和酸解烃甲烷数值分布图Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｃｕｒｖｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅδ１８Ｏａｎｄδ１３Ｃ１ｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，ａｎｄａｃｉｄｏｌｙｓｉｓｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｉｎｔｈｅｆｕｌｌｈｏｌｅｏｆｔｈｅＯＤＰＬｅｇ１６４－９９６烷异常带是由自生碳酸盐类岩层存在引起，说明酸解烃甲烷能够作为水合物赋存环境和条件的衡量标志。根据自生碳酸盐和浊积岩上酸解烃异常的量值特征，也说明了酸解烃异常和量值特征能够为水合物稳定带内水合物聚集或有利条件及环境类型进行识别。５．３酸解烃甲烷指标地球化学特征和水合物分布我国南海正常海区沉积物样品酸解烃甲烷均值为２８９．３μＬ／ｋｇ，标准偏差为２１５．８μＬ／ｋｇ［２１］。１６４航次９９６站位钻井样品实测酸解烃数据显示：致密固结碳酸盐结壳酸解烃甲烷均值为３８８．３μ
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